Ero spontaanin ja stimuloidun päästön välillä

Spontaani vs. stimuloitu päästö

Päästö tarkoittaa energioiden päästöä fotoneissa, kun elektroni siirtyy kahden eri energiatason välillä. Tyypillisesti atomit, molekyylit ja muut kvantijärjestelmät koostuvat monista ydintä ympäröivistä energiatasoista. Elektronit sijaitsevat näissä elektronitasoissa ja kulkevat usein tasojen välillä energian absorptiolla ja säteilyllä. Kun absorptio tapahtuu, elektronit siirtyvät korkeampaan energiatilaan, jota kutsutaan ”viritetyksi tilaksi”, ja kahden tason välinen energiaero on yhtä suuri kuin absorboituneen energian määrä. Samoin elektronit herätetyissä tiloissa eivät asu siellä ikuisesti. Siksi ne laskeutuvat matalampaan kiihtyneeseen tilaan tai maanpinnan tasoon emittoimalla energiamäärä, joka vastaa siirtymän kahden tilan välistä energiaa. Uskotaan, että nämä energiat absorboituvat ja vapautuvat erillisen energian kvantteina tai paketeina.

Spontaani päästö

Tämä on yksi menetelmä, jossa emissio tapahtuu, kun elektroni siirtyy korkeammalta energiatasolta matalammalle energiatasolle tai maatilaan. Imeytyminen on yleisempää kuin päästö, koska maanpinta on yleensä asutumpi kuin kiihtyneet tilat. Siksi useammalla elektronilla on taipumus absorboida energiaa ja herättää itsensä. Mutta tämän viritysprosessin jälkeen, kuten edellä mainittiin, elektronit eivät voi olla herätetyissä tiloissa ikuisesti, koska mikään järjestelmä suosii olemista alhaisemmassa energiastabiilissa tilassa sen sijaan, että olisi korkean energian epävakaassa tilassa. Siksi kiihtyneillä elektroneilla on taipumus vapauttaa energiansa ja palata takaisin maanpinnan tasolle. Spontaanissa säteilyssä tämä emissioprosessi tapahtuu ilman ulkoisen ärsykkeen / magneettikentän läsnäoloa; siis nimi spontaani. Se on vain toimenpide järjestelmän saattamiseksi vakaampaan tilaan.

Kun spontaani emissiota tapahtuu, kun elektroni siirtyy kahden energiatilan välillä, energiapaketti, joka vastaa kahden tilan energiaväliä, vapautuu aallona. Siksi spontaani säteily voidaan projisoida kahteen päävaiheeseen; 1) Viritetyssä tilassa oleva elektroni laskee alhaisempaan viritettyyn tilaan tai perustilaan 2) Energiaa kuljettavan energiaaallon samanaikainen vapautuminen, joka vastaa kahden siirtymätilan välistä energiaa. Fluoresenssi ja lämpöenergia vapautuvat tällä tavalla.

Stimuloitu emissio

Tämä on toinen menetelmä, jossa emissio tapahtuu, kun elektroni siirtyy korkeammasta energiatasosta alempaan energiatasoon tai perustilaan. Kuten nimestä voi päätellä, tämä aikaemissio tapahtuu ulkoisten ärsykkeiden, kuten ulkoisen sähkömagneettisen kentän, vaikutuksesta. Kun elektroni siirtyy energiatilasta toiseen, se tekee sen siirtymätilan kautta, jolla on dipolikenttä ja joka toimii kuin pieni dipoli. Siksi, kun ulkoisen sähkömagneettisen kentän vaikutuksen alaisena elektronin todennäköisyys siirtyä siirtymätilaan kasvaa.

Tämä pätee sekä absorptioon että päästöihin. Kun järjestelmän läpi kulkee sähkömagneettinen ärsyke, kuten esiintyvä aalto, maanpinnan elektronit voivat helposti värähtellä ja tulla siirtymävaiheen dipolitilaan, jolloin siirtyminen korkeammalle energiatasolle voisi tapahtua. Samoin, kun tapahtuva aalto johdetaan järjestelmän läpi, elektronit, jotka ovat jo virittyneissä tiloissa odottavat laskeutumista, voisivat helposti siirtyä siirtymävaiheen dipolitilaan vasteena ulkoiselle sähkömagneettiselle aallolle ja vapauttaisivat ylimääräisen energiansa laskeutuakseen pienempaan kiihtyvyyteen. valtio tai perustila. Kun tämä tapahtuu, koska tulevaa sädettä ei absorboida tässä tapauksessa, se tulee myös järjestelmästä äskettäin vapautetuilla energiamääräillä, koska elektroni on siirtynyt alempaan energiatasoon vapauttaen energiapaketin vastaamaan kunkin valtion välinen kuilu. Siksi stimuloitu päästö voidaan ennustaa kolmeen päävaiheeseen; 1) Saapuvan aallon syöttäminen 2) Elektroni kiihtyneessä tilassa laskee alhaisempaan viritettyyn tilaan tai perustilaan 3) Energiaa kuljettavan energiaaallon samanaikainen vapauttaminen, joka vastaa kahden siirtymätilan välistä energiaväliä yhdessä tapahtumapalkki. Stimuloidun säteilyn periaatetta käytetään valon vahvistamisessa. Esim. LASER-tekniikka.

Mikä on ero spontaanin ja stimuloidun päästön välillä??

• Spontaani säteily ei vaadi ulkoista sähkömagneettista stimulaatiota energian vapauttamiseksi, kun taas stimuloitu emissio vaatii ulkoisia sähkömagneettisia ärsykkeitä energian vapauttamiseksi.

• Spontaanin säteilyn aikana vapautuu vain yksi energia-aalto, mutta stimuloidun säteilyn aikana vapautuu kaksi energia-aaltoa.

• Stimuloidun säteilyn todennäköisyys tapahtua on suurempi kuin spontaanin säteilyn todennäköisyys tapahtua, koska ulkoiset sähkömagneettiset ärsykkeet lisäävät todennäköisyyttä saavuttaa dipolin siirtymätila.

• Sovittamalla energiavälit ja häiriötaajuudet oikein, stimuloitua säteilyä voidaan käyttää voimakkaasti vahvistamaan tulevaa säteilypalkkia; tämä ei ole mahdollista, kun spontaani päästö tapahtuu.